[实用新型]监测水体溶解甲烷和氧化亚氮浓度的装置

说明书

本实用新型公开了一种监测水体溶解甲烷和氧化亚氮浓度的装置，包括反应系统、气液分离系统、气压平衡系统和测量系统，其中反应系统为筒体，内部中空，其顶部密封，顶部安装有进水管，底部连接有出水管；所述气液分离为设置于筒体内部的曝气设备；所述气压平衡系统为多圈缠绕在筒体侧壁外部的毛细管，毛细管的上端部穿透筒体侧壁与筒体内部连通，下端部与开口与大气连通；所述测量系统包括设置于筒体外部的温室气体分析仪，其进气端通过进气管与筒体内部连通，其出气端通过出气管与筒体内部连通。本装置具有实用价值，结构简单，性能可靠，制造方便且不易损坏，成本较低，现场操作简便，可以实现在线监测。

技术领域

本实用新型涉及水体监测领域，尤其是一种监测水体溶解痕量气体浓度的装置。

背景技术

根据IPCC第五次评估报告显示，自工业革命以来，大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体排放量显著增高，全球气温平均上升了0.85℃。气候变暖对地球环境和人类活动已经产生了显著的影响，如冰川体积缩小，海平面上升等。淡水生态系统是二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的重要排放源。然而，由于等量甲烷的大气增温潜能比二氧化碳高出20余倍。因此，测量水体中的甲烷和氧化亚氮浓度对准确地评估水域生态系统对大气甲烷和氧化亚氮释放通量的影响，及采取相应的措施减弱水域生态系统的温室气体释放等具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种监测水体溶解痕量气体浓度的装置，其性能可靠，结构简单，制造方便且不易损坏，并且成本低，现场操作简便，可以智能化管理。

本实用新型所采取的技术方案是，一种监测水体溶解痕量气体浓度的装置，包括反应系统、气液分离系统、气压平衡系统和测量系统，其中反应系统为筒体，内部中空，其顶部密封，顶部安装有进水管，底部连接有出水管；所述气液分离为设置于筒体内部的曝气设备；所述气压平衡系统为多圈缠绕在筒体侧壁外部的毛细管，毛细管的上端部穿透筒体侧壁与筒体内部连通，下端部与开口与大气连通；所述测量系统包括设置于筒体外部的温室气体分析仪，其进气端通过进气管与筒体内部连通，其出气端通过出气管与筒体内部连通。

进一步地，该筒体为透明玻璃材质，其侧壁设有水位高度测量尺，筒体内部还设有温度传感器。

进一步地，所述筒体顶部通过橡胶塞进行封闭，进水管、进气管和出气管均贯通橡胶塞连接到筒体内部。

进一步地，所述进水管的端部位于筒体内的下部，进气管的端部位于筒体内的上部，出气管的端部位于橡胶塞的底部。

进一步地，所述毛细管的孔径为0.8mm。

进一步地，所述曝气设备包括设置于筒体内部上方的曝气泵及筒体底部的曝气石，两者之间通过管道连接，筒体内的中部还设有风扇。

进一步地，所述进水管及出水管上均安装有的恒流泵，进水管远离筒体的一端还设有配重块。

进一步地，进气管和出气管上均安装有气路电磁阀；气路电磁阀设置有定时器。

该装置还可以包括控制器，将气路电磁阀、定时器、恒流泵、曝气泵其风扇均通过导线连接到控制器上，实现自动控制。

进一步地，所述曝气泵及风扇也安装有定时器。

本实用新型具有以下有益效果：

1）通过气液分离系统，利用曝气设备对待监测的水进行曝气，能够使得水气快速分离，可以在线监测不同水质水体溶解甲烷和氧化亚氮浓度或者不同水深水体溶解甲烷和氧化亚氮浓度，其所需时间短，观测5～10分钟后可用计算机在线拟合温室气体分析中的数据，通过亨利定律即可分析得出水体中溶解甲烷和氧化亚氮的浓度，同时也可以避免采用传统方法带回实验室监测离线监测产生的误差。

2）本装置采用的精准恒流泵，可以精准控制进水流量和出水流量，快速控制装置内进水高度，缩短实验水样的调节时间。